Полиэтилеентерефталаат (ПЭТФ, ПЭТ) — термопластик, наиболее распространённый представитель класса полиэфиров, известен под разными фирменными названиями . Продукт поликонденсации этиленгликоля с терефталевой кислотой (или её диметиловым эфиром); твёрдое, бесцветное, прозрачное вещество в аморфном состоянии и белое, непрозрачное в кристаллическом состоянии. Переходит в прозрачное состояние при нагреве до температуры стеклования и остаётся в нём при резком охлаждении и быстром проходе через т. н. «зону кристаллизации». Одним из важных параметров ПЭТ является характеристическая вязкость определяемая длиной молекулы полимера. С увеличением присущей вязкости скорость кристаллизации снижается. Прочен, износостоек, хороший диэлектрик.
ПЭТ (ПЭТФ) обладает достаточно стабильными механическими свойствами. Поэтому вторичный материал на его основе достаточно легко поддается переработке. Основным сырьем для переработки служат столь распространенные пластиковые бутылки из-под напитков. Важно и то, что вторичный ПЭТ гомогенизируется легче, чем другие вторичные пластмассы. В развитых странах сбор ПЭТ-отходов в достаточной степени налажен, как и технология их переработки. Общемировой объем переработки вторичного ПЭТ достигает 1 млн т ежегодно.
Критерии качества ПЭТ
Свойство | Единица измерения< | Значение |
|---|---|---|
Плотность | кг/м3 | 1360-1400 |
Разрушающее напряжение при: растяжении | МПа | 100-140 |
изгибе | МПа | 50-70 |
сжатии | МПа | 80-120 |
Модуль упругости | ГПа | 2,5-3.0 |
Относительное удлинение при разрыве | % | 2-4 |
Ударная вязкость | кДж/м2 | 30 |
Твердость по Бринеллю | МПа | 100-120 |
Водопоглощение за 24 часа | % | 0,3 |
Температура плавления | °С | 255-265 |
Температура размягчения | °С | 245-248 |
Температура стеклования | °С | 70-80 |
Морозостойкость | °С | -50 |
Теплостойкость по Мартенсу | °С | 135-145 |
Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц | - | 3.1 |
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц | - | (2-8)•10–3 |
Электрическая прочность | МВ/м | 140-180 |
Свойства ПЭТ
ПЭТ обладает хорошей термостойкостью в диапазоне температур от - 40 °С до + 200 °С. Небольшое водопоглощение обусловливает высокую стабильность свойств и размеров изделий. Изделия из ПЭТ устойчивы к удару и растрескиванию, и могут работать при температуре до + 70 °С. ПЭТ устойчив к действию разбавленных кислот, масел, спиртов, минеральных солей и большинству органических соединений, за исключением сильных щелочей и некоторых растворителей. ПЭТ минимально адсорбирует запахи и проявляет свойства хорошего газового барьера.
ПЭТ существует в виде кристаллической и аморфной фаз. При изготовлении изделий пластик аморфизируется резким охлаждением расплава от температуры плавления (+ 260 °С) до температуры ниже температуры стеклования (+ 73 °С), получаясь абсолютно прозрачным и блестящим. В процессе переработки ПЭТФ обладает низкой вязкостью расплава (средний показатель текучести расплава при + 280°С - 7,5 г/10мин)
ПЭТ может перерабатываться:
- экструзией
- вакуумформованием
- пневмоформованием
- литьём под давлением
- вытяжкой из расплава
Для защиты от деструкции (окисления) ПЭТ перерабатывается в композиции с термостабилизаторами и другими компонентами. Материал подвержен гидролизу даже при наличии в воздухе влажности при температуре выше точки плавления, поэтому перед пластикацией ПЭТФ необходимо сушить до уменьшения содержания влаги по крайней мере до 0,01 %.
Способы производства ПЭТ
Полиэтилентерефталат - это пластик на основе смол, получаемых путем сложного химического процесса из нефти и газового конденсата. Исходным сырьем для производства полиэтилентерефталата различного назначения служат:
- моноэтиленгликоль (МЭГ) и очищенная терефталевая кислота (ОТФК), либо
- диметиловый эфир терефталевой кислоты (ДМТ)
Терефталевую кислоту и ДМТ в свою очередь производят из параксилола.
В промышленности ПЭТ обычно получали двухстадийным способом: переэтерификацией диметилтерефталата (DMT) этиленгликолем с последующей поликонденсацией полученного на первой стадии процесса дигликольтерефталата (DGT)).
Вплоть до середины 60-х годов прошлого столетия диметилтерефталат, несмотря на многостадийность технологии, являлся единственным мономером для получения ПЭТФ.
Разработанные в то время промышленные процессы не позволяли обеспечить необходимую степень чистоты терефталевой кислоты, поэтому из нее вырабатывали ДМТ, который, благодаря низкой температуре кипения, легко подвергался очистке методом дистилляции и кристаллизации.
